豫西晚二叠世煤中稀土元素地球化学特征及指示意义

随着稀土金属在医疗、新材料等高科技领域的广泛应用,其战略地位不断提升。为了探究豫西晚二叠世煤中稀土元素的富集程度、赋存状态以及沉积环境,以河南西部慧祥矿区二_(1)煤的20个煤分层样品为主要研究对象,运用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)、X射线荧光光谱(XRF)的方法对研究区煤分层样品中稀土元素与常量元素进行测试,探讨了研究区煤中稀土元素的含量特征和富集程度;利用相关性分析和特征参数对样品中稀土元素的赋存状态以及沉积环境进行探讨。结果表明:慧祥矿区二_(1)煤中,稀土元素的质量浓度为35.29~133.61μg/g,平均浓度为79.14μg/g,略高于世界煤中稀土元素的平均浓度,但明显低于中国煤中稀土元素的平均浓度,稀土元素含量偏低,且以轻稀土富集为主;慧祥矿区二_(1)煤中稀土元素与灰分(Ad)以及SiO_(2)、Al_(2)O_(3)等主要氧化物呈现明显的正相关,表明稀土元素主要赋存于黏土矿物中;研究区样品中Ce元素和Eu元素负异常,(Gd/Gd)_(N)^(*)的轻微正异常,说明研究区主要受陆源的影响,成煤环境为弱酸性的还原环境。

沈北煤田煤中琥珀的植物来源和稳定同位素的古环境意义

琥珀是由古代植物代谢产生的树脂聚合物形成的化石。琥珀中的有机质保存环境稳定、封闭,能很好地记载其形成时期的古植物和古环境等信息。本次研究运用气象色谱质谱联用仪(GC-MS)和元素分析稳定同位素质谱仪(EA-IRMS)等测试方法,研究了沈北煤田煤中琥珀的有机地球化学组成、稳定同位素和化合物单体碳同位素特征。结果表明,琥珀中的饱和烃以二萜化合物为主(占73.45%),芳香烃以松香烷型化合物为主(56.17%);高含量的贝壳杉烷、雪松烷、扁枝烷和松香烷型化合物指示琥珀来源于松柏类植物,且以柏科植物为主。沈北琥珀的δ^(13)C值为-22.8‰~-21.2‰,与同时期其他地区琥珀的δ^(13)C值相似;氢同位素变化范围较小(-297.2‰~-276.0‰),氧同位素值为17.4‰~31.6‰。琥珀的稳定同位素组成(碳、氢和氧)进一步证明琥珀来源于裸子植物。琥珀的δ^(13)C值主要与其形成时的全球气温变化和大气组成有关。沈北琥珀的氢和氧同位素组成主要受植物种类(松柏类)以及植物生长的局部气温和降水条件有关。琥珀稳定碳同位素有望成为研究古气候和古大气组成的良好载体,琥珀的氢和氧同位素可以反映形成时期的古环境条件,但仍需进一步深入研究。

山西沁水煤田首阳山矿15^(#)煤的稀土元素分布规律、赋存状态及其对成煤环境的指示

文章以沁水煤田长治首阳山矿15号煤为研究对象,运用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和X射线荧光光谱(XRF)等方法对煤中的稀土元素进行测试和分析。探讨了15号煤中稀土元素的富集机理、配分模式、赋存状态以及成煤环境等地球化学特征。结果表明:(1)研究区煤层中的稀土元素含量均值为49.28μg/g,整体含量较低;(2) 15^(#)煤(除SYS15-2外)和夹矸中稀土元素均为轻稀土富集型(LREY),并且夹矸中轻稀土富集更加明显;(3)稀土元素主要赋存在黏土矿物中;(4)成煤环境整体上以弱还原环境为主,稀土元素物质来源主要为陆源碎屑。